Устройство для управления преобразователем

Устройство для управления преобразователем

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

2I3I60

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 12 1.1963 (№ 813182/24-7) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 20.11!.1968. Бюллетень ¹ 10

Дата опубликования описания 11 VI.1968

Кл. 21d>, 12/03

МПК H 02m

УДК 621.314.26(088.8) Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

Авторы изобретения

А. А. Сакович, С. Б. Одицкий и М. И. Абрамович

Всесоюзный электротехнический институт им. В. И. Ленина

Заявитель

УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ

ОДНОФАЗНОГО ПЕРЕМЕННОГО ТОКА В ТРЕХФАЗНЫЙ ТОК

РЕГУЛИРУЕМОЙ ЧАСТОТЫ Предложенное устройство для управления преобразователем однофазного переменного тока в трехфазный ток регулируемой частоты содержит, как и известные, задающее устройство, узел пересчета на трансформаторах насыщения и управляемых вентилях, блок деления частоты импульсов, фазосдвигающий блок и блок трансформаторов насыщения на выходе. Новым в этом устройстве является то, что в качестве задающего устройства использован сельсин, воздействующий на узел пересчета, блок деления частоты импульсов и на фазосдвигающий блок, что обеспечивает гибкое и качественное бесконтактное управление. Для изменения последовательности чередования фаз выходного напряжения узел пересчета может быть совмещен с блоком деления частоты импульсов и содержать в каждом из трансформаторов насыщения по две обмотки выходного сигнала для изменения направления пересчета. Для обеспечения избирательного .действия тра н сформаторов насыщения на выходе они имеют обмотки подмагничивания по числу каналов пересчета.

На фиг. 1 изображена силовая схема преобразователя; на фиг. 2 — схема управления этим преобразователем; на фиг. 3 — кривые изменения напряжений на выходе преобразователя при рабочей частоте равной, например, /а частоты питающего напряжения.

Преобразователь состоит из управляемых полупроводниковых вентилей BI — В12 и реак5 тора PP с тремя обмотками, со средних точек которого снимается выходное напряжение (зажимы а — b — с) . Преобразователь питается от сети переменного тока (зажимы d — e).

При работе в выпрямительном режиме вентилей Bl и В2 образуется положительная полуволна напряжения рабочей частоты фазы а, отрицательная полуволна получается при работе в выпрямительном режиме вентилей

88 и В4.

Вследствие индуктивного характера,нагрузки, которой является, например, двигатель, ток в фазах рабочей частоты отстает от напряжения, Г1оэтому .при работе одной пары вентилей в выпрямительном режиме, другая пара

20 переводится в инверторный режим, с целью обеспечения возврата реактивной мощности на шины питания. Вследствие того, что отдаваемая реактивная мощность отдельных фаз сдвинута на 120, основная составляющая реактивного тока нагрузки замыкается внутри преобразователя и не выходит в питающук сеть.

Схема управления преобразователем оо.-спечивает подачу .выпрямительных и инвертор30 ных импульсов на вентили 81 — B12, с цикли213160 ческим переходом вентилей из режима в режим,:в соответствии с заданной ра бочей частотой на выходе.

Управляющие импульсы:подаются на зажимы 1 — 24 силовой схемы с зажимов 1 — 24 схемы управления (фиг. 2).

Для получения требуемого направления вращения, а также требуемой ступени выходной частоты и:величины напряжения,на выходе, предусмотрено задающее устройствосельсин, воздействующий на блок БФ сдвига фаз, блок БД4 .деления частоты, узел пересчета УП и блокирующий тороидальный реактор РБ. Ограничение тока и отключение устройства при коротком замыкании обеспечивается с помощью блока ограничения тока БО и блока отключения БВ.

Генератор инверторных импульсов содержит тороидальн ый насыщающийся сердечник ТИ, две первичные обмотки которого питаются от переменного напряжения через омические сопротивления Ri, R и конденсатор С,. Благодаря этому на вторичных обмотках сердечника ТИ возникают импульсы напряжения, опережающие момент перехода питающего напряжения через, нуль.

Генератор выпрямительных импульсов содержит тороидальный насыщающийся сердечник TB. Одна первичная обмотка, питающаяся через конденсатор Св и сопротивление Р, сдвигает управляющие импульсы .вторичной обмотки сердечника ТВ. Другая первичная обмотка питается через блок,ВФ сдвига фазы, ток которого перемещает управляющий импульс в сторону уменьшения угла регулирования. Сердечник ТВ имеет дополнительные обмотки W, замыкаемые накоротко при срабаты вании блока отключения тока БВ. При этом управляющие импульсы выпрямительного режима снимаются. ,Вторичные обмотки насыщающихся сердечников ТИ и ТВ питают электроды управления вентилей ВУ» ВУ,, ВУ, и ВУ, усилителя им,пульсов.

Конденсаторы Св, С4, С>, Св этого усилителя заряжаются от обмотки и трансформатора

ТПУ. При поочередном отпирании вентилей

ВУ,, ВУ, ВУв, ВУ4 происходит разряд указанных конденсаторов через обмотки трансформаторов управления ТУ1 —:ТУ12. Возникающие на трансформаторах управления импуль сы подаются на управляющие электроды .вентилей силовой схемы.

Отпирание управляемых вентилей ВУ, — :—:ВУ4 сфазировано в противофазе с напряжением заряда конденсаторов с тем, чтобы не происходило короткого:замыкания обмоток трансформатора ТПУ.

В цепь усилителя инверторных импульсов включены первичные обмотки трансформато,ра Т,УД для управления вентилем ВУ«. делителя частоты. На анод вентиля ВУ: подается положительное напряжение от конденсатора

С7, заряжаемого от выпрямительного устрой5

1О

15 го

25 зо

4 ства через сопротивление R> и индуктивность

У1. При отпира нии вентиля ВУ,- проходит импульс тока через обмотки трансформаторов

ТП1 — ТП6 узла пересчета. Током вентиля

ВУ6 заряжается конденсатор C8,:ïî окончании заряда ток прекращается и вентиль ВУб запирается. Напряжение конденсатора Св создает отрицательное смещение в цепи управления, вследствие чего импульсы, идущие от обмотки трансформагора ТИ через трансформатор ТУД не могут повторно открыть вентиль. Конденсатор Св разряжается через сопротивление Рв и цепь блока сдвига фаз

ВФ, который изменяет время разряда конденсатора. Когда конденсатор Св разрядится, вентиль ВУ: может повторно открыться им пульсом управления. Скорость разряда конденсатора определяет частоту циклов и частоту выходного напряжения. Пересчетное устройство имеет шесть каналов, работающих поочередно. При работе канала подмагничиваются в определенном на правлении сердечники насыщающихся трансформаторов управления, ТУ1 — ТУ2, что обеспечивает исключение выпрямительных или инверторных импульсов в целях соответствующих вентилей силовой схемы. Каждый канал содержит один управляемый кремниевый вентиль (Вӄ— ВУ1,) и трансформатор пересчета (ТП1 —:ТП6). При работе одного из каналов ток работающего вентиля обтекает обмотку а трансформатора данного канала и обмотки б трансформаторов всех каналов. Обмотка а имеет вдвое больше витков, чем обмотка б.

Вследствие этого сердечник трансформатора работающего канала будет насыщаться при одном направлении магнитного потока, остальные — при противоположном. На обмотки 8 подается импульс от делителя частоты, ампервитки которого .вызывают перемагничивание сердечника трансформатора работающего канала и не изменяют потока в остальных сердечниках, намагничивание которых совпадает по направлению. Поэтому импульс появляется только на обмотках г и д транаформатора работающего канала. От обмотки г импульс подается через один из диодов нечетной группы Лв, Д5, Й7 /4, Аь Д1з на электрод управления следующего вентиля; от обмопки д через один из диодов четной группы Л4, Дв Лв, Ë«, Л12, А14 на электрод управления предыдущего вентиля. Общие точки обмоток г и д через конденсаторы Св и С«присоединены к катодам вентилей

ВУв — ВУ». Путем подачи отрицательного смещения на конденсаторы С> или С«соответствующее направление пересчета исключается. Отрицательное смещение на эти конденсаторы подается от фазочувствительного выпрямителя ФВ. Для коммутации тока с одного канала пересчета на другой служит конденсатор С», перезаряжаемый через сопротивления R7 и Re.

Управляющий сельсин СУ создает во вторичной обмотке напряжение, величина и на213160

35

60 правление фазы которого определяется положением ротора сельсина. На обмотки трансформаторов ТФВ и ТФВ подается напряжение от сельсина, суммирующееся с переменным напряжением с прямым и обратным направлением фаз. При повороте ротора в одну сторону напряжение на трансформаторе

ТФВ, возрастает, а на трансформаторе ТФВ падает, при повороте в другую — возрастает на втором и падает на первом. Напряжения от трансформаторов ТФВ и ТФВ, выпрямленные диодами Д,;,— Д,8, через стабилитроны CTi и СТ, подаются на цепи, исключения пересчета. Напряжения пробоя стабилитро нов выбираются так, чтобы при нулевом положении сельсина ооа направления пересчета были закрыты, при небольшом смещении сельсина соответствующее направление открывалось.

Блок БФ сдвига фаз содержит выпрямительный мост на диодах Д„,— Д -. включенный в цепь одной пз первичных обмоток сердечника ТВ генератора выпрямительных импульсов. Цепь выпрямленного напряжения замыкается через управляемый кремниевый вентиль ВУ,, сопротивления Р,, Р <,. При омической нагрузке вентиль B_#_» после каждого полупериода тока будет запираться, поэтому можно регулировать величину переменного тока в цепи моста, управляя моментом зажигания вентиля ВУ,>. На цепь управления ВУ» подается напряжение от вторичной обмотки сельсина СУ, выпрямляемое мостом из диодов Д ; — Д> . Момент подачи,отпирающего импульса определяется моментом, когда напряжение на конденсаторе С; достигнет величины напряжения отпирания вентиля — переключателя ВПУ. Это время при данно и емкости конденсатора С з и величине сопротивления Л, зависит как от величины напряжения, определяемого положением сельсина, так и от сопротивления утечки Р, .

Сопротивление утечки шунтиру ется блоком ограничения тока БО.

Изменение тока, проходящего через диод

ВУ,, изменяет падение напряжения на со:противлении Я „. Это напряжение сглаживается емкостью С» и подается на делитель частоты таким образом, что при увеличении этого напряжения конденсатор С8 быстрее разряжается, и частота увеличивается.

Напряжение от вторичной обмотки сельсина СУ, выпрямленное мостом из диодов

Д з — Д 6, подается в цепь тороидального блокировочного реактора РБ, состоящую из стабилитрона СТ, сопротивления

R» и заградительного реактора Р3. При нулевом положении сельсина, а также при положениях, когда выпрямленное напряжение меньше пробивного для СТ;, сердечник реактора не подмагничивается, индуктивность его вторичной обмотки велика и выпрямительные импульсы генератора ТВ запираютб ся. Когда выпрямленное напряжение моста становится больше пробивного для СТ4, в цепи обмотки РЗ потечет ток, обеспечивающий насыщение сердечника, и в схеме появятся импульсы выпрямительного режима.

Вторичное напряжение трансформатора

ТО блока ограничения тока, питаемого от трансформатора тока TT силовой схемы, подается на сопротивление Р . Падение напряжения на этом сопротивлении пропорционально току в первичной обмотке. Когда ток достигает значения ограничения, пробивается стабилитрон СТ4, сопротивление R шунтируется, и момент отпирания вентиля ВУ > задерживается, что увеличивает угол регулирования вентилей В,— В„. силовой схемы и ограничивает ток.

При коротком замыкании напряжение на сопротивлении 8 4 резко возрастает, вследствие чего пробивается стабилитрон СТ, и подается отрицательное смещение на катод вентиля ВУ,.ь При этом проходит ток через диод Д ; и Bb » откроется.

Лнодная цепь ВУд питается от постоянного напряжения выпрямителя ВУ.

Постоянный ток, проходя через диоды A%28

Д,„и Дщ, шунтирует обмотки трансформатора TB, вследствие чего будут сняты импульсы выпрямительного режима.

Для повторного включения преобразователя необходимо отключить и вновь подать питающее напряжение.

Предмет изобретения

1. Устройство для управления преобразователем однофазного переменного тока в трехфазный ток регулируемой частоты, содержащее задающее устройство, узел пересчета на трансформаторах насыщения и управляемых вентилях, блок деления частоты импульсов, фазосдвигающий блок и блок трансформаторов насыщения на выходе, отличающееся тем, что, с целью обеспечения гибкого бесконтактного управления, в качестве задающего устройства использован сельсин, воздействующий на узел пересчета, блок деления частоты импульсов и на фазосдвигающий блок.

2. Устройство по п..1, отличающееся тем, что, с целью изменения последовательности чередования фаз выходного напряжения, узел пересчета совмещен с блоком деления частоты импульсов и содержит в каждом из трансформаторов насыщения по две обмотки выходного спгнала для изменения направления пересчета.

3. Устройство по пя. 1 и 2, отличающееся тем, что, с целью избирательного действия трансформаторов насыщения на выходе, они имеют обмотки подмагничивания по числу каналов пересчета.

213160

Цюы а

РфазыС

Редактор Струве

Корректоры: H. И. Быстрова и И. Л. Кириллова

Техред Л. Я. Левина

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ l4!7j8 Тираж 530 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Центр, пр. Серова, д. 4